V錐流量計在煤氣流量測(cè)量中的優勢分析

來源：本站發布日期：2016-07-16 00:07:23|

煤(méi)氣是工業與(yǔ)民用領域使用非常廣泛的能源之一，由于其自身的特點，導緻對其流量的(de)測量一直是流量測量的難點(diǎn)課題，測量(liàng)煤氣流量的儀表可(kě)以選用的類型有多(duō) 種，本文(wén)向朋友(yǒu)們介紹的V錐流量計在煤氣測量方面具有着(zhe)資深的表(biǎo)現，關于V錐流量計如何正确的安裝與使用，用戶在此過程中需要注意的的有(yǒu)哪些方面，通過本文有一個較爲清(qīng)晰的了解。
V錐流量(liàng)計 在焦化行業焦爐煤氣計量中的主要測量範圍(wéi)包括：鍋爐(lú)煤(méi)氣摻燒(shāo)、焦(jiāo) 爐回爐(lú)煤氣、管式爐用(yòng)煤氣(qì)和城市外供煤氣等，此外，還有發生爐煤氣計量等。焦爐煤氣過去一直使用(yòng)标準(zhǔn)孔闆(pǎn)、均速管進行計量。使用過程中主要(yào)存在以下幾方面的問題(tí)：(1)焦爐煤氣髒，孔闆容易污染，由于連(lián)續不能拆除孔闆(pǎn)進行清洗，影響系統測量精度;(2)焦爐煤氣髒污容易使(shǐ)儀表導壓管堵塞，定期用蒸汽吹掃儀表導壓管，否則就會影響測量精(jīng)度，甚至系統不能(néng)正常運行;(3)煤氣中所夾帶的蒸汽或水霧(wù)，當溫度降低時凝結成(chéng)水，在管道中很難排除，影(yǐng)響系統測量精度。(4)直(zhí)管段要求長，煤氣管道口徑通常比較大，要保證流(liú)量測量準确的20~40D直管段很難滿足。(5)量程比(bǐ)小，僅爲3∶1，例如因城市煤氣用量高峰或低谷時(shí)要求輸送煤氣量的不同，出廠煤氣計量的輸送量在一(yī)天内的變動超過10∶1，孔闆量程比小因(yīn)而達不到使用要求。

一、 V 錐流量(liàng)計測量原理
因爲管壁摩擦力(lì)減(jiǎn)小了流(liú)過管壁的流體(tǐ)速度，所以在管道中流速分布爲：在管(guǎn)壁處流速接近零，愈靠近管(guǎn)線中心流速愈大，在管線中心處流速。而當流體流過錐形流量計時，因錐形流量計是通過在管線(xiàn)中心懸(xuán)挂一個錐形體來節流，錐體(tǐ)直接與流體高速中心部分相互(hù)作用，迫使管線(xiàn)中心的(de)高速流體與接近管壁的低速(sù)流體均勻化，即兩(liǎng)者的流速趨于一緻。
與各種節流裝(zhuāng)置的結構比較，标準孔闆是流(liú)體在管道中心突然收縮(suō)，不僅阻力損失大，而且加劇了流體流速分布的不均勻(yún)性，管(guǎn)道邊緣阻斷，髒污介質聚集在标準(zhǔn)孔闆前後;文丘裏管(和标準孔闆一樣仍然是标準節流裝置(zhì)的一種)則是在管道中心逐漸(jiàn)收縮(suō)，雖然流體(tǐ)流速分布的不均勻性仍然存在，但(dàn)阻力損(sǔn)失(shī)稍有降低(dī)，髒污介質聚集的情況有所改(gǎi)善，隻是制作困難;環形孔闆(pǎn)是在管道中心置一圓盤，而管道邊緣則可流(liú)通，即從标準孔闆的管道中(zhōng)心突然收縮(suō)轉變爲管道邊緣突然收縮，因而可使管道内流速均勻化，可使(shǐ)髒污介質不緻聚集在環形孔闆前後;而V錐流(liú)量計是在管道中心置一圓錐，它的結構是管道邊緣逐(zhú)漸收縮，阻力損失(shī)小，且可使管道(dào)内(nèi)流速均勻化。由此得(dé)出：V錐形流量計是(shì)節流裝置發展過程中一系(xì)列革(gé)新的必然(rán)結果。

二、V 錐流(liú)量計的應用特點
中儀儀表的V錐流量計 在某(mǒu)焦化制氣廠使用有三(sān)年的曆史，檢測系統運行正常(cháng)，而且日常的維護工作量幾乎沒有，深受現場工人(rén)和技術人(rén)員的歡迎。其主要特點如下：

(1) 直管段要求低。 雖然所有差壓式流(liú)量計都是依據伯努利定理進行測量，但伯努利定理(lǐ)有(yǒu)一個基本要求，即被測量的流體(tǐ)爲理想流體。采用孔闆、噴嘴等傳統的差壓流量計的節流裝置時，爲了盡量滿足伯努利定理的要求(qiú)，有非(fēi)常長的前、後直(zhí)管段，以便将不規則流動的流體盡可能整形(xíng)成爲理想流體。而V錐流(liú)量計流量采用獨特的(de)置于管道中心的流線型節流(liú)結構設計，在檢測流量之前，同時對不規則流動的流體進(jìn)行整流，在不增加(jiā)流體整流器的情況廠，巧妙地解決流體整流的問題(tí)。中心懸挂的流線(xiàn)型錐(zhuī)體能重塑流(liú)速曲線，在緊靠錐體上遊和下遊較窄的區域内 (前0~3D，後(hòu)0~1D)，将流速不(bú)規則的流體直接整流成(chéng)理想流體，可充分滿足伯努利定理的要求，獲得很高的測量精度和重(zhòng)複性。不需要特别(bié)長的直管段整流，這在(zài)流量計的安裝(zhuāng)過程(chéng)中有很(hěn)重要的意義。某焦化制氣廠(chǎng)使用(yòng)的旭東牌V錐形流量計(口徑270mm)在(zài)安裝過程(chéng)中，由于現場條件(jiàn)限(xiàn)制，流量計前、後(hòu)直管的距離分别爲1000mm和600mm，但流量計仍能正常穩(wěn)定運行。

(2) 耐污染，不易(yì)堵。 焦(jiāo)化制氣廠煤氣類流量的測量，原來(lái)使用的是孔闆流量計和(hé)均速管流量計(jì)，由于煤氣中含有焦油、萘、硫、氨水等(děng)多種雜質，孔闆或均速管定期清洗或用蒸汽吹掃，否則孔闆上、下(xià)遊(yóu)端面、上遊側直角入口邊緣将受到污染，儀表(biǎo)導壓管也會(huì)不暢通或堵塞，影響系統測量精度;孔闆前、後直管段積水會使管道流(liú)通面積減(jiǎn)小，流速提高，差壓增加，流量顯示值偏高，嚴重時因導壓管堵塞，變送器無法正常(cháng)運行。爲(wèi)确保儀(yí)表正常(cháng)穩定運(yùn)行，儀表工維護工作量很大。V錐流量計有自吹掃式的結構設計特(tè)點，無滞留死區。介質流過錐體時會加速，不斷沖(chòng)刷正(zhèng)壓(yā)取(qǔ)壓孔、錐體外(wài)壁及錐體附近管壁，而負壓取壓孔則被一小段不流動介質所隔離，髒污雜(zá)質進不去(qù)，因此錐形流量計可用于各種含雜質、易結晶的髒污介質(zhì)，如焦爐煤氣(qì)、發生爐煤氣等(děng)介質(zhì)。某焦化制氣廠采用的5台(tái)旭(xù)東儀表的V錐(zhuī)流量計對(duì)焦爐煤氣、發生爐煤氣和石油液化氣(qì)的流量進行測量(liàng)，有的使用已三年，至(zhì)今未進行過維(wéi)護，流量計未發現有節流裝置污染、儀表導壓管堵塞、管道積水、流量顯(xiǎn)示值異常等現象(xiàng)，大大降低了儀表(biǎo)維護的工作量，提高了煤氣流量測量的準确(què)性和可靠性。

(3) 差壓值大，量程比(bǐ)寬，适用于低壓低流速介質的(de)流量測量。 在焦化廠煤氣流量(liàng)測量(liàng)過程中，測量對象的特點(diǎn)是管道直徑大、壓力低，流速慢，孔闆流量計一(yī)般選配(pèi)微差壓變送器，在煤氣壓力(lì)爲3500Pa時，正常(cháng)的差壓在 100~1000Pa之間變化，流量計的差壓信号較小(xiǎo)。而在采用均速管流量計時，由于管道煤氣流速低，差壓信号非常小對系統(tǒng)精度影響很大(dà)，焦化制氣廠城市煤氣(qì)計量采(cǎi)用均速管流量(liàng)計，差壓隻有120Pa，正常值(zhí)爲2~5Pa，系統精度很差。差(chà)壓信(xìn)号小會影響變送器校(xiào)驗、使用的精度;孔(kǒng)闆有污染、儀表(biǎo)導壓管(guǎn)不暢、管道有積水對系統精度影響也(yě)很大。而錐形(xíng)流(liú)量計由于(yú)是類似孔(kǒng)闆的節流件，差(chà)壓值遠大于均速管流量(liàng)計，相對孔闆來說，由于是管道邊緣逐漸收縮(suō)，阻力(lì) 損失小，因而(ér)可在阻力(lì)損失相(xiàng)同的情況下，設計時可選用差壓值較大的V錐形流量計，測量(liàng)煤氣時差(chà)壓值均大(dà)于孔闆測量時的差(chà)壓值(zhí)。提高了差壓信(xìn)号(hào)，爲變送器校驗創造了條件，也提高了系統的測量精(jīng)度。

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